JPH0558066B2 - - Google Patents
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- JPH0558066B2 JPH0558066B2 JP27225185A JP27225185A JPH0558066B2 JP H0558066 B2 JPH0558066 B2 JP H0558066B2 JP 27225185 A JP27225185 A JP 27225185A JP 27225185 A JP27225185 A JP 27225185A JP H0558066 B2 JPH0558066 B2 JP H0558066B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、切削工具、耐摩耗工具又は研削工具
などの工具部材並びに半導体レーザ又はダイオー
ドなどのヒートシンク及びスピーカ用振動板に代
表されるエレクトロニクス用部材に応用できる耐
剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部材に関する
ものである。
などの工具部材並びに半導体レーザ又はダイオー
ドなどのヒートシンク及びスピーカ用振動板に代
表されるエレクトロニクス用部材に応用できる耐
剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部材に関する
ものである。
（従来の技術）
気相からダイヤモンドを合成する方法が多数提
案されており、これらの方法によつて、各種の基
体の表面にダイヤモンドの被覆層を形成してなる
ダイヤモンド被覆部材も提案されている。
案されており、これらの方法によつて、各種の基
体の表面にダイヤモンドの被覆層を形成してなる
ダイヤモンド被覆部材も提案されている。
ダイヤモンドの被覆層を基体の表面に形成する
場合、特に、気相合成法では、被覆層の形成と同
時にカーボンも析出して、被覆層中に軟質なアモ
ルフアス状カーボン又はグラフアイトが混在する
傾向にある。このために、例えば、超硬合金やサ
ーメツトのような鉄族金属を含む基体の表面にダ
イヤモンドの被覆層を形成すると被覆層中に混在
するカーボンが基体の鉄族金属と反応して、基体
内部に固溶拡散し遊離カーボンを生じさせるため
に、基体の強度低下及び基体と被覆層との密着性
を低下させるという問題がある。また、基体の表
面に鉄族金属が存在すると、この鉄族金属が気相
合成法のための供給炭化水素ガスの分解の触媒と
して作用するのと、又は、ダイヤモンド合成法の
ための供給水素ガスを吸収するために被覆層の質
を低下させるという問題がある。
場合、特に、気相合成法では、被覆層の形成と同
時にカーボンも析出して、被覆層中に軟質なアモ
ルフアス状カーボン又はグラフアイトが混在する
傾向にある。このために、例えば、超硬合金やサ
ーメツトのような鉄族金属を含む基体の表面にダ
イヤモンドの被覆層を形成すると被覆層中に混在
するカーボンが基体の鉄族金属と反応して、基体
内部に固溶拡散し遊離カーボンを生じさせるため
に、基体の強度低下及び基体と被覆層との密着性
を低下させるという問題がある。また、基体の表
面に鉄族金属が存在すると、この鉄族金属が気相
合成法のための供給炭化水素ガスの分解の触媒と
して作用するのと、又は、ダイヤモンド合成法の
ための供給水素ガスを吸収するために被覆層の質
を低下させるという問題がある。
このような問題点を解決しようと試みたものに
特開昭58−126972号公報がある。この特開昭58−
126972号公報は、超硬合金の表面に4a、5a、6a
族元素の炭化物、窒化物、ホウ化物、酸化物及び
これらの化合物、混合物並びにAl2O3、AlN、
B4C、SiC、Si3N4、SiO2から選ばれた１種以上
の内層を形成した後、更に内層の表面にダイヤモ
ンドの外層を形成するダイヤモンド被覆超硬合金
である。この特開昭58−126972号公報は、超硬合
金と外層との間に内層を形成することによつて、
超硬合金の表面に存在する鉄族金属の影響を除去
したものである。しかしながら、共有結合で、他
の物質と殆んど反応しないダイヤモンドからなる
外層が内層の表面に形成されているために、内層
と外層との密着性が悪く、非常に低い応力でもつ
て外層が剥離し、実用化できないという問題があ
る。
特開昭58−126972号公報がある。この特開昭58−
126972号公報は、超硬合金の表面に4a、5a、6a
族元素の炭化物、窒化物、ホウ化物、酸化物及び
これらの化合物、混合物並びにAl2O3、AlN、
B4C、SiC、Si3N4、SiO2から選ばれた１種以上
の内層を形成した後、更に内層の表面にダイヤモ
ンドの外層を形成するダイヤモンド被覆超硬合金
である。この特開昭58−126972号公報は、超硬合
金と外層との間に内層を形成することによつて、
超硬合金の表面に存在する鉄族金属の影響を除去
したものである。しかしながら、共有結合で、他
の物質と殆んど反応しないダイヤモンドからなる
外層が内層の表面に形成されているために、内層
と外層との密着性が悪く、非常に低い応力でもつ
て外層が剥離し、実用化できないという問題があ
る。
このような、問題点を、更に解決しようと試み
たものに特開昭59−93869号公報がある。
たものに特開昭59−93869号公報がある。
（発明が解決しようとする問題点）
特開昭59−93869号公報は、被膜の30体積％〜
95体積％をダイヤモンドもしくはダイヤモンド状
の相が占め、残部を鉄族金属又は無機硬質金属化
合物が占めたダイヤモンドを含有する硬質被膜で
母材表面を被覆した構造物である。この特開昭59
−93869号公報に開示の構造物は、他の物質と殆
んど反応しないダイヤモンドを鉄族金属又は無機
硬質金属化合物と混合又は分散させてなる被覆層
にすることにより、ダイヤモンド粒子を保持する
面積が増大して被覆層中のダイヤモンド粒子と母
材との密着性を高めているものと思われる。しか
しながら、鉄族金属を含有したダイヤモンド被覆
層は、前述したように、鉄族金属の影響で被覆層
中にアモルフアス状カーボンが混在して被覆層の
強度及び硬度などの諸特性を低下させるという問
題がある。また、無機硬質金属化合物とダイヤモ
ンドとの被覆層は、無機硬質金属化合物粒子とダ
イヤモンド粒子との混合物であつて、これらの各
粒子間の密着性が悪いのと、又は無機硬質金属化
合物粒子とダイヤモンド粒子との間に気孔が生じ
るために被覆層内強度が低いという問題がある。
95体積％をダイヤモンドもしくはダイヤモンド状
の相が占め、残部を鉄族金属又は無機硬質金属化
合物が占めたダイヤモンドを含有する硬質被膜で
母材表面を被覆した構造物である。この特開昭59
−93869号公報に開示の構造物は、他の物質と殆
んど反応しないダイヤモンドを鉄族金属又は無機
硬質金属化合物と混合又は分散させてなる被覆層
にすることにより、ダイヤモンド粒子を保持する
面積が増大して被覆層中のダイヤモンド粒子と母
材との密着性を高めているものと思われる。しか
しながら、鉄族金属を含有したダイヤモンド被覆
層は、前述したように、鉄族金属の影響で被覆層
中にアモルフアス状カーボンが混在して被覆層の
強度及び硬度などの諸特性を低下させるという問
題がある。また、無機硬質金属化合物とダイヤモ
ンドとの被覆層は、無機硬質金属化合物粒子とダ
イヤモンド粒子との混合物であつて、これらの各
粒子間の密着性が悪いのと、又は無機硬質金属化
合物粒子とダイヤモンド粒子との間に気孔が生じ
るために被覆層内強度が低いという問題がある。
本発明は、上述のような問題点を解決したもの
で、具体的には、基体とダイヤモンドの外層との
間に、ダイヤモンドの外層を形成しやすく、しか
も、外層との密着性がすぐれる中間層を介在させ
てなるダイヤモンド被覆部材の提供を目的とする
ものである。
で、具体的には、基体とダイヤモンドの外層との
間に、ダイヤモンドの外層を形成しやすく、しか
も、外層との密着性がすぐれる中間層を介在させ
てなるダイヤモンド被覆部材の提供を目的とする
ものである。
（問題点を解決するための手段）
一般に、ダイヤモンドは、他の物質との濡れ性
が著しく悪いこと、熱膨張率が小さいこと、及び
ダイヤモンド中への他原子の拡散が少ないことか
ら基体の表面に密着性の高いダイヤモンド及び／
又はダイヤモンド状カーボンからなる被覆層を形
成するのが非常に困難である。そこで、本発明者
は、ダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カー
ボンからなる被覆層の形成されやすい物質並びに
ダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボン
からなる被覆層の密着性を高める物質について検
討していた所、ホウ素及び／又は炭化ホウ素とダ
イヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボンと
でなる物質の表面には、ダイヤモンド及び／又は
ダイヤモンド状カーボンからなる被覆層が形成さ
れやすくなること並びに密着性もすぐれていると
いう知見を得て、本発明を完成するに至つたもの
である。
が著しく悪いこと、熱膨張率が小さいこと、及び
ダイヤモンド中への他原子の拡散が少ないことか
ら基体の表面に密着性の高いダイヤモンド及び／
又はダイヤモンド状カーボンからなる被覆層を形
成するのが非常に困難である。そこで、本発明者
は、ダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カー
ボンからなる被覆層の形成されやすい物質並びに
ダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボン
からなる被覆層の密着性を高める物質について検
討していた所、ホウ素及び／又は炭化ホウ素とダ
イヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボンと
でなる物質の表面には、ダイヤモンド及び／又は
ダイヤモンド状カーボンからなる被覆層が形成さ
れやすくなること並びに密着性もすぐれていると
いう知見を得て、本発明を完成するに至つたもの
である。
すなわち、本発明の耐剥離性にすぐれたダイヤ
モンド被覆部材は、基体の表面にダイヤモンド及
び／又はダイヤモンド状カーボンでなる外層を形
成する被覆部材において、前記基体と前記外層と
の間に１層又は多層で構成される中間層を介在さ
せ、前記外層に隣接する該中間層がホウ素及び／
又は炭化ホウ素とダイヤモンド及び／又はダイヤ
モンド状カーボンとでなる密着強化層によつて形
成されていることを特徴とするものである。
モンド被覆部材は、基体の表面にダイヤモンド及
び／又はダイヤモンド状カーボンでなる外層を形
成する被覆部材において、前記基体と前記外層と
の間に１層又は多層で構成される中間層を介在さ
せ、前記外層に隣接する該中間層がホウ素及び／
又は炭化ホウ素とダイヤモンド及び／又はダイヤ
モンド状カーボンとでなる密着強化層によつて形
成されていることを特徴とするものである。
ここで用いる基体は、後述する製造条件に耐え
ることが可能な材質ならば特別に制限されるもの
でなく、例えば、各種の金属、合金、焼結ハイ
ス、超硬合金、サーメツト又はセラミツクスなど
を用途によつて使い分けることができる。
ることが可能な材質ならば特別に制限されるもの
でなく、例えば、各種の金属、合金、焼結ハイ
ス、超硬合金、サーメツト又はセラミツクスなど
を用途によつて使い分けることができる。
これらの基体と外層との間に介在させる中間層
は、外層に隣接する中間層が密着強化層により形
成されていることを特徴とするもので、使用する
基体の材質又は本発明の耐剥離性にすぐれたダイ
ヤモンド被覆部材の用途もしくは形状により各種
の構成にすることができる。
は、外層に隣接する中間層が密着強化層により形
成されていることを特徴とするもので、使用する
基体の材質又は本発明の耐剥離性にすぐれたダイ
ヤモンド被覆部材の用途もしくは形状により各種
の構成にすることができる。
例えば、第１の構成としては、外層に隣接する
中間層がホウ素とダイヤモンド及び／又はダイヤ
モンド状カーボンとでなる密着強化層により形成
されているものである。この場合は、基体と外層
との間に密着強化層が介在しているものである。
この密着強化層は、ホウ素及び／又は炭化ホウ素
とダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボ
ンとでなる混合物であつても、密着強化層と外層
との密着性の効果及び外層の合成を促進する効果
にすぐれているが、特に、密着強化層がダイヤモ
ンド型構造でなる場合には、それらの効果が一層
すぐれると共に密着強化層の強度を高めるのでよ
り好ましいものである。この第１の構成でなる中
間層の場合は、密着強化層との密着性にすぐれる
基体、例えば、各種のセラミツクス、特に、ホウ
素化合物を含有したセラミツクスでなる基体に適
用することができる。
中間層がホウ素とダイヤモンド及び／又はダイヤ
モンド状カーボンとでなる密着強化層により形成
されているものである。この場合は、基体と外層
との間に密着強化層が介在しているものである。
この密着強化層は、ホウ素及び／又は炭化ホウ素
とダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボ
ンとでなる混合物であつても、密着強化層と外層
との密着性の効果及び外層の合成を促進する効果
にすぐれているが、特に、密着強化層がダイヤモ
ンド型構造でなる場合には、それらの効果が一層
すぐれると共に密着強化層の強度を高めるのでよ
り好ましいものである。この第１の構成でなる中
間層の場合は、密着強化層との密着性にすぐれる
基体、例えば、各種のセラミツクス、特に、ホウ
素化合物を含有したセラミツクスでなる基体に適
用することができる。
第２の構成としては、中間層が密着強化層とホ
ウ化チタン、ホウ化アルミニウム又は炭化ホウ素
でなる第１密着補助層とからなるものである。こ
の場合は、基体と外層との間に第１密着補助層と
密着強化層が介在し、基体に第１密着補助層が隣
接し、外層に密着強化層が隣接しているもので、
第１密着補助層との密着性にすぐれる基体、例え
ば、各種セラミツクス、超硬合金又はサーメツト
などの基体、特に、ホウ素化合物、チタン化合物
又はアルミニウム化合物の含有した基体に適用す
ると外層のすぐれた特性を発揮することができる
ものである。
ウ化チタン、ホウ化アルミニウム又は炭化ホウ素
でなる第１密着補助層とからなるものである。こ
の場合は、基体と外層との間に第１密着補助層と
密着強化層が介在し、基体に第１密着補助層が隣
接し、外層に密着強化層が隣接しているもので、
第１密着補助層との密着性にすぐれる基体、例え
ば、各種セラミツクス、超硬合金又はサーメツト
などの基体、特に、ホウ素化合物、チタン化合物
又はアルミニウム化合物の含有した基体に適用す
ると外層のすぐれた特性を発揮することができる
ものである。
第３の構成としては、中間層が密着強化層と第
１密着補助層と周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属
の炭化物、窒化物、酸化物及びこれらの相互固溶
体の中の少なくとも１種でなる第２密着補助層と
からなるものである。この場合は、基体と外層と
の間に第２密着補助層と第１密着補助層と密着強
化層が介在し、基体に第２密着補助層が隣接し、
外層に密着強化層が隣接し、第２密着補助層と密
着強化層との間に第１密着補助層が介在している
もので、第２密着補助層との密着性にすぐれる基
体、例えば、各種の金属又はステンレス、工具
鋼、耐熱合金などの各種合金もしくは焼結ハイ
ス、超硬合金、サーメツトなどの基体に適用する
と外層のすぐれた特性を発揮することができるも
のである。
１密着補助層と周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属
の炭化物、窒化物、酸化物及びこれらの相互固溶
体の中の少なくとも１種でなる第２密着補助層と
からなるものである。この場合は、基体と外層と
の間に第２密着補助層と第１密着補助層と密着強
化層が介在し、基体に第２密着補助層が隣接し、
外層に密着強化層が隣接し、第２密着補助層と密
着強化層との間に第１密着補助層が介在している
もので、第２密着補助層との密着性にすぐれる基
体、例えば、各種の金属又はステンレス、工具
鋼、耐熱合金などの各種合金もしくは焼結ハイ
ス、超硬合金、サーメツトなどの基体に適用する
と外層のすぐれた特性を発揮することができるも
のである。
その他の中間層の構成としては、例えば、基体
の表面にFe、Ni、Co、Cu、Ti、Taなどの金属
層を形成した後に、この金属層の表面に前述した
第１の構成、第２の構成又は第３の構成でなる中
間層を形成することもできる。
の表面にFe、Ni、Co、Cu、Ti、Taなどの金属
層を形成した後に、この金属層の表面に前述した
第１の構成、第２の構成又は第３の構成でなる中
間層を形成することもできる。
これら各種の構成が可能な中間層の厚さは、外
層の合成の促進性及び外層と基体との密着性の媒
介的作用ができる50Å〜15μｍが好ましく、特
に、密着強化層の厚さは50Å〜5μｍ、第１密着
補助層の厚さは50Å〜5μｍ、第２密着補助層の
厚さは50Å〜5μｍが好ましい。
層の合成の促進性及び外層と基体との密着性の媒
介的作用ができる50Å〜15μｍが好ましく、特
に、密着強化層の厚さは50Å〜5μｍ、第１密着
補助層の厚さは50Å〜5μｍ、第２密着補助層の
厚さは50Å〜5μｍが好ましい。
これらの中間層の表面に形成する外層は、ダイ
ヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボンから
なり、その厚さは、ダイヤモンド被覆部材の用途
及び形状によつて異なり、特に、切削工具として
のドリルのように鋭角な刃先を有する部材には
0.1μｍ〜5μｍが好ましく、耐摩耗工具又はエレク
トロニクス用部材には用途及び形状によつて0.1μ
ｍ〜50μｍとすることができる。
ヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボンから
なり、その厚さは、ダイヤモンド被覆部材の用途
及び形状によつて異なり、特に、切削工具として
のドリルのように鋭角な刃先を有する部材には
0.1μｍ〜5μｍが好ましく、耐摩耗工具又はエレク
トロニクス用部材には用途及び形状によつて0.1μ
ｍ〜50μｍとすることができる。
本発明の耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆
部材は、次のような方法により製造することがで
きる。まず、各種の基体の表面を必要に応じて研
摩、洗浄した後、密着補助層を形成する必要があ
る場合は、化学蒸着法（CVD法）又は物理蒸着
法（PVD）により形成し、次いで、密着強化層
を形成する場合は、膜状のダイヤモンド及び／又
はダイヤモンド状カーボンの合成と同時にホウ素
又は水素化ホウ素との反応を起こさせてダイヤモ
ンド型構造の層にすることができる。引き続い
て、ホウ素又は水素化ホウ素の反応を中止して、
ダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボン
の合成を継続することにより外層が形成される。
部材は、次のような方法により製造することがで
きる。まず、各種の基体の表面を必要に応じて研
摩、洗浄した後、密着補助層を形成する必要があ
る場合は、化学蒸着法（CVD法）又は物理蒸着
法（PVD）により形成し、次いで、密着強化層
を形成する場合は、膜状のダイヤモンド及び／又
はダイヤモンド状カーボンの合成と同時にホウ素
又は水素化ホウ素との反応を起こさせてダイヤモ
ンド型構造の層にすることができる。引き続い
て、ホウ素又は水素化ホウ素の反応を中止して、
ダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボン
の合成を継続することにより外層が形成される。
その他の方法としては、第１密着補助層を形成
した後に、第１密着補助層の表面でダイヤモンド
及び／又はダイヤモンド状カーボンの合成を行な
うと、第１密着補助層の表面に極く薄い密着強化
層が形成され、この密着強化層の表面に外層が形
成される。
した後に、第１密着補助層の表面でダイヤモンド
及び／又はダイヤモンド状カーボンの合成を行な
うと、第１密着補助層の表面に極く薄い密着強化
層が形成され、この密着強化層の表面に外層が形
成される。
基体の材質又は形状の関係から基体と中間層と
の密着性を、更に、補助する目的で、例えば、基
体の表面に金属層を形成する必要がある場合は、
メツキ法、蒸着法又はPVD法により行なうこと
ができる。
の密着性を、更に、補助する目的で、例えば、基
体の表面に金属層を形成する必要がある場合は、
メツキ法、蒸着法又はPVD法により行なうこと
ができる。
（作用）
本発明の耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆
部材は、中間層としての密着強化層が外層の合成
を促進し、外層の形成後には、外層との密着性を
著しく高めることができるものである。また、基
体の材質又は形状により、基体と密着強化層との
密着性が劣る場合は、基体と密着強化層との間に
密着補助層や金属層などの中間層を介在させるこ
とにより、基体と密着強化層との密着性を高める
ことができるものである。
部材は、中間層としての密着強化層が外層の合成
を促進し、外層の形成後には、外層との密着性を
著しく高めることができるものである。また、基
体の材質又は形状により、基体と密着強化層との
密着性が劣る場合は、基体と密着強化層との間に
密着補助層や金属層などの中間層を介在させるこ
とにより、基体と密着強化層との密着性を高める
ことができるものである。
（実施例）
実施例 １
83％WC−５％TiC−７％TaC−５％Co組成
（重量％）の超硬合金からなる基体をマイクロ波
プラズマCVDの反応容器内に設置し、５ml／
minCH4−10ml／minB2 H6−400ml／minH2、圧
力20Torr、出力300Wの条件で、基体の表面に被
覆層を形成した後、５ml／minCH4−１ml／
minB2 H6−400ml／minH2、圧力20Torr、出力
300Wの条件で被覆層を形成し、次いで、５ml／
minCH4−400ml／minH2、圧力20Torr、出力
300Wの条件で被覆層を形成して本発明品１を得
た。
（重量％）の超硬合金からなる基体をマイクロ波
プラズマCVDの反応容器内に設置し、５ml／
minCH4−10ml／minB2 H6−400ml／minH2、圧
力20Torr、出力300Wの条件で、基体の表面に被
覆層を形成した後、５ml／minCH4−１ml／
minB2 H6−400ml／minH2、圧力20Torr、出力
300Wの条件で被覆層を形成し、次いで、５ml／
minCH4−400ml／minH2、圧力20Torr、出力
300Wの条件で被覆層を形成して本発明品１を得
た。
比較として、上記超硬合金の基体を上記反応容
器内に設置し、５ml／minCH4−400ml／minH2、
圧力20Torr、出力300Wの条件で被覆層を形成し
て比較品を得た。
器内に設置し、５ml／minCH4−400ml／minH2、
圧力20Torr、出力300Wの条件で被覆層を形成し
て比較品を得た。
このようにして得た本発明品１と比較品１を走
査型電子顕微鏡、ラマン分光分析及び電子線マイ
クロアナライザーにて調べた所、本発明品１は基
体の表面に0.5μｍ厚さの炭化ホウ素からなる第１
密着補助層と、この第１密着補助層の表面に炭化
ホウ素とダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状
カーボンによるダイヤモンド型構造からなる1μ
ｍ厚さの密着強化層と、この密着強化層の表面に
ダイヤモンドでなる2μｍ厚さの外層が形成され
ており、比較品１は基体の表面に直接1.5μｍ厚さ
のダイヤモンド層が形成されていた。
査型電子顕微鏡、ラマン分光分析及び電子線マイ
クロアナライザーにて調べた所、本発明品１は基
体の表面に0.5μｍ厚さの炭化ホウ素からなる第１
密着補助層と、この第１密着補助層の表面に炭化
ホウ素とダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状
カーボンによるダイヤモンド型構造からなる1μ
ｍ厚さの密着強化層と、この密着強化層の表面に
ダイヤモンドでなる2μｍ厚さの外層が形成され
ており、比較品１は基体の表面に直接1.5μｍ厚さ
のダイヤモンド層が形成されていた。
この本発明品１と比較品１をダイヤモンド圧子
による引掻き試験を行なつて被覆層の耐剥離性を
比較した結果、比較品１は1.0Kg荷重で被覆層が
剥離したのに対して本発明品１は5.5Kg荷重まで
被覆層の剥離が生じなかつた。
による引掻き試験を行なつて被覆層の耐剥離性を
比較した結果、比較品１は1.0Kg荷重で被覆層が
剥離したのに対して本発明品１は5.5Kg荷重まで
被覆層の剥離が生じなかつた。
実施例 ２
実施例１で用いたと同種の基体（JIS規格
SPP422形状）を高周波プラズマCVDの反応容器
に設置し、20ml／minTiCl4−30ml／minCH4−
200ml／minH2、圧力5Torr、出力400Wの条件
で、基体の表面に被覆層を形成した後、20ml／
minTiCl4−30ml／minBCl4−200ml／minH2、圧
力5Torr、出力450Wの条件で被覆層を形成し、
次いで、10ml／minC2 H2−２ml／minB2 H6−
1000ml／minH2、圧力5Torr、出力450Wの条件
で被覆層を形成し、更に、10ml／minC2 H2−
1000ml／minH2、圧力5Torr、出力450Wの条件
で被覆層を形成して本発明品２を得た。
SPP422形状）を高周波プラズマCVDの反応容器
に設置し、20ml／minTiCl4−30ml／minCH4−
200ml／minH2、圧力5Torr、出力400Wの条件
で、基体の表面に被覆層を形成した後、20ml／
minTiCl4−30ml／minBCl4−200ml／minH2、圧
力5Torr、出力450Wの条件で被覆層を形成し、
次いで、10ml／minC2 H2−２ml／minB2 H6−
1000ml／minH2、圧力5Torr、出力450Wの条件
で被覆層を形成し、更に、10ml／minC2 H2−
1000ml／minH2、圧力5Torr、出力450Wの条件
で被覆層を形成して本発明品２を得た。
比較として、上記と同種及び同形状の基体を上
記と同じ反応容器に設置し、20ml／minTiCl4−
30ml／minCH4−200ml／minH2、圧力5Torr、出
力400Wの条件で、基体の表面に被覆層を形成し
た後、10ml／minC2 H2−1000ml／minH2、圧力
5Torr、出力450Wの条件で被覆層を形成して比
較品２を得た。
記と同じ反応容器に設置し、20ml／minTiCl4−
30ml／minCH4−200ml／minH2、圧力5Torr、出
力400Wの条件で、基体の表面に被覆層を形成し
た後、10ml／minC2 H2−1000ml／minH2、圧力
5Torr、出力450Wの条件で被覆層を形成して比
較品２を得た。
こうして得た本発明品２と比較品２を実施例１
と同様にして調べた所、本発明品２は基体の表面
に炭化チタンからなる1μｍ厚さの第２密着補助
層と、この第２密着補助層の表面にホウ化チタン
からなる1μｍ厚さの第２密着補助層と、この第
２密着補助層の表面に炭化ホウ素とダイヤモンド
状カーボンとでなる0.5μｍ厚さの密着強化層と、
この密着強化層の表面にダイヤモンドでなる2μ
ｍ厚さの外層が形成されており、比較品２は基体
の表面に1.0μｍ厚さの炭化チタン層と、この炭化
チタン層の表面に1.3μｍ厚さのダイヤモンド層が
形成されていた。
と同様にして調べた所、本発明品２は基体の表面
に炭化チタンからなる1μｍ厚さの第２密着補助
層と、この第２密着補助層の表面にホウ化チタン
からなる1μｍ厚さの第２密着補助層と、この第
２密着補助層の表面に炭化ホウ素とダイヤモンド
状カーボンとでなる0.5μｍ厚さの密着強化層と、
この密着強化層の表面にダイヤモンドでなる2μ
ｍ厚さの外層が形成されており、比較品２は基体
の表面に1.0μｍ厚さの炭化チタン層と、この炭化
チタン層の表面に1.3μｍ厚さのダイヤモンド層が
形成されていた。
この本発明品２と比較品２を被削材Al−18％
Si、切削則ど300ｍ／min、送り速度0.1mm／rev、
切込み量0.5mmの条件で旋削試験を行なつた結果、
比較品２は３分切削後に被覆層が剥離したのに対
して本発明品２は30分切削後も被覆層の剥離が生
じず、正常摩耗であつた。
Si、切削則ど300ｍ／min、送り速度0.1mm／rev、
切込み量0.5mmの条件で旋削試験を行なつた結果、
比較品２は３分切削後に被覆層が剥離したのに対
して本発明品２は30分切削後も被覆層の剥離が生
じず、正常摩耗であつた。
実施例 ３
市販のアルミナ系セラミツクスからなる基体の
表面に５×10-14Torr、Arガス中でAlB2ターゲ
ツトを用いてスパツタ法により被覆した。次い
で、５ml／minCH4−１ml／minB2 H6−500ml／
minH2、圧力30Torr、出力250Wの条件によるマ
イクロ波プラズマCVD法でもつて被覆層を形成
した後、５ml／minCH4−500ml／minH2、圧力
30Torr、出力250Wの条件で被覆層を形成して本
発明品３を得た。
表面に５×10-14Torr、Arガス中でAlB2ターゲ
ツトを用いてスパツタ法により被覆した。次い
で、５ml／minCH4−１ml／minB2 H6−500ml／
minH2、圧力30Torr、出力250Wの条件によるマ
イクロ波プラズマCVD法でもつて被覆層を形成
した後、５ml／minCH4−500ml／minH2、圧力
30Torr、出力250Wの条件で被覆層を形成して本
発明品３を得た。
比較として、上記と同種の基体の表面に５ml／
minCH4−500ml／minH2、圧力30Torr、出力
250Wによるマイクロ波プラズマCVD法で被覆層
を形成して比較品３を得た。
minCH4−500ml／minH2、圧力30Torr、出力
250Wによるマイクロ波プラズマCVD法で被覆層
を形成して比較品３を得た。
こうして得た本発明品３と比較品３を実施例１
と同様にして調べた所、本発明品３は、基体の表
面にホウ化アルミニウムからなる2000Å厚さの第
１密着補助層と、この第１密着補助層の表面にダ
イヤモンドとボロンと炭化ホウ素とでなる0.3μｍ
厚さの密着強化層と、この密着強化層の表面にダ
イヤモンドでなる0.5μｍ厚さの外層が形成されて
おり、比較品３は基体の表面に0.3μｍ厚さのダイ
ヤモンド層が形成されていた。
と同様にして調べた所、本発明品３は、基体の表
面にホウ化アルミニウムからなる2000Å厚さの第
１密着補助層と、この第１密着補助層の表面にダ
イヤモンドとボロンと炭化ホウ素とでなる0.3μｍ
厚さの密着強化層と、この密着強化層の表面にダ
イヤモンドでなる0.5μｍ厚さの外層が形成されて
おり、比較品３は基体の表面に0.3μｍ厚さのダイ
ヤモンド層が形成されていた。
この本発明品３と比較品３を大気中200℃保持
後、液体窒素中で急冷する熱サイクル試験を行な
つた結果、比較品３は20回繰り返した後に被覆層
が剥離したのに対して、本発明品３は200回繰り
返した後も被覆層の剥離が生じなかつた。
後、液体窒素中で急冷する熱サイクル試験を行な
つた結果、比較品３は20回繰り返した後に被覆層
が剥離したのに対して、本発明品３は200回繰り
返した後も被覆層の剥離が生じなかつた。
（発明の効果）
以上の結果から、本発明の耐剥離性にすぐれた
ダイヤモンド被覆部材は、ダイヤモンド及び／又
はダイヤモンド状カーボンからなる外層と基体と
の密着性が著しくすぐれていて、従来のダイヤモ
ンド被覆部材の５倍〜10倍の耐剥離性があり、そ
れに伴つて寿命も向上しているものである。この
ために、苛酷な重負荷の作用する切削工具とし
て、例えば、旋削工具は勿論のこと、フライス工
具、ドリル、エンドミル及びミクロンドリルなど
回転用工具にも応用でき、又印字ピンの先端もし
くは紙、テープなどの切断用スリツターを含めた
耐摩耗工具にも応用できる。さらに、ダイヤモン
ド自体が有している高電気絶縁性及び高熱伝導性
を利用してヒートシンクをはじめとするエレクト
ロニクス用部材にも応用できる産業上有用な材料
である。
ダイヤモンド被覆部材は、ダイヤモンド及び／又
はダイヤモンド状カーボンからなる外層と基体と
の密着性が著しくすぐれていて、従来のダイヤモ
ンド被覆部材の５倍〜10倍の耐剥離性があり、そ
れに伴つて寿命も向上しているものである。この
ために、苛酷な重負荷の作用する切削工具とし
て、例えば、旋削工具は勿論のこと、フライス工
具、ドリル、エンドミル及びミクロンドリルなど
回転用工具にも応用でき、又印字ピンの先端もし
くは紙、テープなどの切断用スリツターを含めた
耐摩耗工具にも応用できる。さらに、ダイヤモン
ド自体が有している高電気絶縁性及び高熱伝導性
を利用してヒートシンクをはじめとするエレクト
ロニクス用部材にも応用できる産業上有用な材料
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基体の表面にダイヤモンド及び／又はダイヤ
モンド状カーボンでなる外層を形成する被覆部材
において、前記基体と前記外層との間に１層又は
多層で構成される中間層を介在させ、前記外層に
隣接する該中間層がホウ素及び／又は炭化ホウ素
とダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボ
ンとでなる密着強化層によつて形成されているこ
とを特徴とする耐剥離性にすぐれたダイヤモンド
被覆部材。 ２ 上記中間層は、上記外層に隣接する上記密着
強化層と１層又は多層で構成された密着補助層と
からなり、前記密着強化層に隣接する第１密着補
助層がホウ化チタン、ホウ化アルミニウム又は炭
化ホウ素からなるホウ素化合物であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の耐剥離性にす
ぐれたダイヤモンド被覆部材。 ３ 上記中間層において、上記第１密着補助層に
隣接する第２密着補助層が周期律表4a、5a、6a
族の炭化物、窒化物、酸化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種でなることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の耐剥離性にすぐれ
たダイヤモンド被覆部材。 ４ 上記外層は、0.1μｍ〜50μｍ厚さであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部材。 ５ 上記密着強化層は、50Å〜5μｍ厚さである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225185A JPS62133067A (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225185A JPS62133067A (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62133067A JPS62133067A (ja) | 1987-06-16 |
| JPH0558066B2 true JPH0558066B2 (ja) | 1993-08-25 |
Family
ID=17511238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27225185A Granted JPS62133067A (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 耐剥離性にすぐれたダイヤモンド被覆部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62133067A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4196097B2 (ja) * | 2003-10-06 | 2008-12-17 | パナソニック株式会社 | スピーカ、スピーカモジュールおよびこれを用いた電子機器 |
| KR101534357B1 (ko) | 2009-03-31 | 2015-07-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 지지 장치 및 기판 지지 방법 |
| CN105543803B (zh) * | 2015-12-16 | 2018-08-31 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种硬质合金衬底的金刚石/碳化硼复合涂层及制备方法 |
-
1985
- 1985-12-03 JP JP27225185A patent/JPS62133067A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62133067A (ja) | 1987-06-16 |
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